DE102013107012B4 - Method for operating a battery converter and bidirectional battery converter - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum Betrieb eines an ein Wechselstromnetz (13) angeschlossenen bidirektionalen Batteriewandlers (11) unter Berücksichtigung der Verfügbarkeit lokal erzeugter elektrischer Leistung, mit: – Definieren mehrerer Betriebsmodi (1, 3, 4, 5, 10, 20) des Batteriewandlers (11) hinsichtlich eines Einspeisens von elektrischer Leistung in eine eingangsseitig angeschlossene Batterie (14) und eines Ausgebens von elektrischer Leistung aus der Batterie (14) in Abhängigkeit von einem Ladezustand der Batterie (14) und von ausgangsseitig verfügbarer elektrischer Leistung; – Definieren mehrerer Schwellwerte (A bis G) für den Ladezustand der Batterie (14); und – beim Unterschreiten eines ersten unteren Schwellwerts (F) Wechseln von einem ersten Betriebsmodus (1), in dem elektrische Leistung aus der Batterie (14) ausgegeben wird, wenn ein lokaler Leistungsbedarf nicht durch die lokal erzeugte elektrische Leistung gedeckt ist und/oder wenn ein globales Unterangebot an elektrischer Leistung in dem Wechselstromnetz (13) vorliegt, und in dem elektrische Leistung in die Batterie (14) eingespeist wird, wenn die lokal erzeugte elektrische Leistung den lokalen Leistungsbedarf überschreitet und/oder wenn ein globales Überangebot an elektrischer Leistung in dem Wechselstromnetz (13) vorliegt, in einen zweiten Betriebsmodus (3), dadurch gekennzeichnet, – dass in dem zweiten Betriebsmodus (3) keine elektrische Leistung aus der Batterie (14) oder nur dann elektrische Leistung aus der Batterie (14) ausgegeben wird, wenn der lokale Leistungsbedarf überhaupt nicht gedeckt ist, und elektrische Leistung in die Batterie (14) eingespeist wird, wenn lokal erzeugte elektrische Leistung verfügbar ist und/oder wenn ein globales Überangebot an elektrischer Leistung in dem Wechselstromnetz (13) vorliegt, – dass bei einem Ladezustand (SOC) unter einem zweiten unteren Schwellwert (D), der unter dem ersten unteren Schwellwert (F) liegt, wenn ausgangsseitig elektrische Leistung verfügbar ist, die Batterie (14) durch Einspeisen von elektrischer Leistung bis zum Erreichen eines ersten oberen Schwellwerts (E) aufgeladen wird, der kleiner oder gleich dem ersten unteren Schwellwert (F) ist, wobei eine erste Differenz (Grid Res) zwischen dem ersten oberen Schwellwert (E) und dem zweiten unteren Schwellwert (D) so gewählt wird, dass ein Standby-Verbrauch des Batteriewandlers (11) für einen vorgegebenen ersten Zeitraum abgedeckt ist.A method of operating a bidirectional battery converter (11) connected to an AC mains (13) taking into account the availability of locally generated electrical power, comprising: - defining a plurality of operating modes (1, 3, 4, 5, 10, 20) of the battery converter (11) supplying electric power to an input side battery (14) and outputting electric power from the battery (14) in response to a state of charge of the battery (14) and electric power available on the output side; - Defining multiple thresholds (A to G) for the state of charge of the battery (14); and - falling below a first lower threshold (F), switching from a first mode of operation (1) in which electrical power is output from the battery (14) when a local power requirement is not covered by the locally generated electrical power and / or there is a global underpower of electrical power in the AC grid (13), and in which electrical power is fed to the battery (14) when the locally generated electrical power exceeds the local power demand and / or if there is a global oversupply of electrical power in the battery AC mains (13) is present, in a second operating mode (3), characterized in that - in the second operating mode (3) no electric power from the battery (14) or only electric power from the battery (14) is output, if the local power requirement is not covered at all, and electric power is fed into the battery (14) when lo cal electric power generated is available and / or when there is a global oversupply of electrical power in the AC mains (13), that at a state of charge (SOC) below a second lower threshold (D) which is below the first lower threshold (F) if, on the output side, electrical power is available, the battery (14) is charged by supplying electrical power until reaching a first upper threshold (E) that is less than or equal to the first lower threshold (F), wherein a first difference ( Grid Res) between the first upper threshold (E) and the second lower threshold (D) is selected so that a standby consumption of the battery converter (11) is covered for a predetermined first period.
Description
TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNGTECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betrieb eines an ein Wechselstromnetz angeschlossenen bidirektionalen Batteriewandlers unter Berücksichtigung der Verfügbarkeit lokal erzeugter elektrischer Leistung, das die Schritte des Oberbegriffs des unabhängigen Patentanspruchs 1 aufweist.The invention relates to a method for operating a bi-directional battery converter connected to an AC network, taking into account the availability of locally generated electrical power, comprising the steps of the preamble of
Weiterhin bezieht sich die vorliegende Erfindung auf einen Batteriewandler mit Messeinrichtungen zum Erfassen des Ladezustands einer angeschlossenen Batterie und mit einer Steuerung, die das Verfahren ausführt.Furthermore, the present invention relates to a battery converter with measuring devices for detecting the state of charge of a connected battery and with a controller that performs the method.
Bei dem Batteriewandler kann es sich insbesondere um einen DC/AC-Wandler handeln, der direkt an das Wechselstromnetz oder an ein normalerweise mit dem Wechselstromnetz verbundenes Inselnetz angeschlossen ist. Ein solcher Batteriewandler wird auch als Batterieinverter bezeichnet.In particular, the battery converter may be a DC / AC converter connected directly to the AC mains or to a stand alone network normally connected to the AC mains. Such a battery converter is also referred to as a battery inverter.
Wenn der erfindungsgemäße Batteriewandler als Batterieinverter ausgebildet ist, kann er als Inselwechselrichter ausgelegt sein, der in der Lage ist, eine Wechselspannung in dem Inselnetz vorzugeben, wenn sich das Inselnetz, z. B. beim Zusammenbruch des Wechselstromnetzes, von diesem getrennt hat. Diese Betriebsart des Batteriewandlers wird im folgenden Ersatzstrombetrieb genannt.If the battery converter according to the invention is designed as a battery inverter, it may be designed as an island inverter, which is able to specify an AC voltage in the island grid when the island grid, for. B. at the collapse of the AC network, has separated from this. This mode of operation of the battery converter is called in the following replacement power operation.
Bei dem Batteriewandler kann es sich weiterhin um einen DC/DC-Wandler handeln, der an einen Gleichspannungszwischenkreis eines DC/AC-Wandlers angeschlossen ist, welcher ausgangsseitig an das Wechselstromnetz oder an ein normalerweise mit dem Wechselstromnetz verbundenes Inselnetz angeschlossen ist. Dabei kann noch mindestens eine weitere Stromquelle an den Gleichspannungszwischenkreis des DC/AC-Wandlers angeschlossen sein, wie beispielsweise ein Photovoltaikgenerator.The battery converter can furthermore be a DC / DC converter which is connected to a DC intermediate circuit of a DC / AC converter, which is connected on the output side to the AC mains or to a stand-alone network normally connected to the AC mains. In this case, at least one further current source can be connected to the DC voltage intermediate circuit of the DC / AC converter, such as a photovoltaic generator.
Überhaupt wird lokal erzeugte elektrische Energie, deren Verfügbarkeit beim Betrieb des Batteriewandlers berücksichtigt wird, vorzugsweise aus einer regenerativen Primärenergie erzeugt und dabei insbesondere mit einem Photovoltaikgenerator.In general, locally generated electrical energy whose availability is taken into account in the operation of the battery converter is preferably generated from a regenerative primary energy and in particular with a photovoltaic generator.
Wenn hier von einem ”Wechselstromnetz” die Rede ist, so handelt es sich um ein solches, in dem die Wechselspannung durch eine andere Einrichtung als den erfindungsgemäß betriebenen oder selbst erfindungsgemäßen Wechselrichter vorgegeben wird. Es kann sich um ein lokales oder überregionales, öffentliches oder privates Wechselstromnetz handeln.If this is an "AC network" is mentioned, it is such, in which the AC voltage is set by a device other than the invention operated or even inventive inverter. It can be a local or national, public or private AC network.
Wenn hier von ”einer Batterie”, die an den Batteriewandler angeschlossen ist, die Rede ist, so kann es sich hierbei um eine einzelne Batterieeinheit handeln. Die Batterie kann aber auch mehrere parallel und/oder seriell verschaltete Einheiten aufweisen. Insbesondere wird sie regelmäßig eine Vielzahl von einzelnen Zellen aufweisen.If this is referred to as "a battery" connected to the battery converter, this may be a single battery unit. The battery can also have a plurality of parallel and / or serially connected units. In particular, it will regularly have a plurality of individual cells.
Wenn in dieser Beschreibung und den Patentansprüchen von ”unteren” Schwellwerten und dem ”Unterschreiten” von unteren Schwellwerten die Rede ist, so zielen diese Formulierungen darauf ab, dass eine bestimmte Handlung dann erfolgen sollen, wenn ein Messwert von einem Wert oberhalb des Schwellwerts auf einen Wert unterhalb des Schwellwerts abfällt. Ein oberer Schwellwert ist entsprechend ein Schwellwert, bei dem eine Handlung erfolgen soll, wenn ein Messwert von einem Wert unterhalb des Schwellwerts auf einen Wert oberhalb des Schwellwerts ansteigt. Dabei kann die jeweilige Handlung auch bereits dann ausgelöst werden, wenn der sich ändernde Wert des jeweiligen Messwerts gleich dem unteren oder oberen Messwert ist. Es ist jedoch vielfach einfacher festzustellen, ob der Messwert den jeweiligen unteren Schwellwert unterschreitet oder den jeweiligen oberen Schwellwert überschreitet.When this specification and claims refer to "lower" thresholds and "falling below" lower thresholds, these formulations are intended to indicate that a particular action should be taken when a reading is from a value above the threshold to a lower threshold Value falls below the threshold value. An upper threshold value is accordingly a threshold value at which an action is to take place when a measured value rises from a value below the threshold value to a value above the threshold value. In this case, the respective action can already be triggered when the changing value of the respective measured value is equal to the lower or upper measured value. However, it is often easier to determine whether the measured value falls below the respective lower threshold value or exceeds the respective upper threshold value.
Wenn in der vorliegenden Beschreibung und den Patentansprüchen von einem ”ersten”, ”zweiten”, ”dritten” usw. Schwellwert oder Betriebsmodus oder Zeitraum oder einer ”ersten”, ”zweiten” usw. Differenz die Rede ist, so soll allein hiermit keinerlei Rangfolge oder Abfolge angedeutet werden. Vielmehr sollen diese Angaben ausschließlich die Bezugnahme auf die jeweiligen Schwellwerte, Betriebsmodi, Zeiträume und Differenzen erleichtern.In the present description and claims, when a "first", "second", "third" etc. threshold or mode of operation or period or a "first", "second", etc., difference is mentioned, it is not intended to give any order of merit or sequence. Rather, these statements are only intended to facilitate reference to the respective thresholds, operating modes, periods and differences.
STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART
Aus der
Aus dem Abschlussbericht ”Modularer Batteriestromrichter: Entwicklung eines Batteriestromrichters für die modulare Systemtechnik in PV-Anlagen”, gefördert durch das Bundesministerium für Bildung, Wissenschaft, Forschung und Technologie, Förderkennzeichen: 0329741, ist eine Steuerung eines Inselwechselrichters in Abhängigkeit vom Ladezustand seiner Batterie bekannt. Der Ladezustand wird in drei Arbeitsbereiche ”battery normal”, ”battery low” und ”battery overloaded” unterteilt. Der Arbeitsbereich ”battery normal” umfasst Teilbereiche ”N” mit einem Ladezustand zwischen 60% und 100%, ”V1” mit einem Ladezustand zwischen 40% und 60% und ”V2” mit einem Ladezustand zwischen 20% und 40%. In dem Bereich V2 niedriger Verfügbarkeit der Batterie wird ein Dieselgenerator zur Ladung der Batterie gestartet, falls dieser in dem Inselnetz vorhanden ist. Der Arbeitsbereich ”battery low” ist in einen Teilbereich ”A1” mit einem Ladezustand von 10% bis 20%, einen Teilbereich ”A2” mit einem Ladezustand von 0% bis 10% und einen Teilbereich ”A3” mit einem Ladezustand unter 0% aufgeteilt. Im Teilbereich A1 werden die Verbraucher in dem Inselnetz teilweise abgeschaltet. In dem Teilbereich A2 werden alle Verbraucher in dem Inselnetz abgeschaltet. In dem Teilbereich A3 wird auch der Inselwechselrichter ausgeschaltet, um eine Tiefentladung der Batterie zu verhindern. Der Arbeitsbereich ”battery overloaded” ist in zwei Teilbereiche ”UE1” und UE2” mit zunehmender Überladung der Batterie unterteilt. In dem ersten Teilbereich UE1 werden zusätzliche schaltbare Lasten eingeschaltet. Bei einem weiteren Ansteigen der Batteriespannung bis in den Bereich UE2 werden an das Inselnetz angeschlossene Stromeinspeiser wie Photovoltaik- und Windkraftanlagen abgeregelt bzw. abgeschaltet.From the final report "Modular battery power converter: Development of a battery converter for the modular system technology in PV systems", funded by the Federal Ministry of Education, Science, Research and Technology, license plate number: 0329741, a control of an island inverter depending on the state of charge of its battery is known. The state of charge is divided into three work areas "battery normal", "battery low" and "battery overloaded". The work area "battery normal" comprises subareas "N" with a charge state between 60% and 100%, "V1" with a charge state between 40% and 60% and "V2" with a charge state between 20% and 40%. In the region V2 of low availability of the battery, a diesel generator for charging the battery is started, if it is present in the island grid. The work area "battery low" is divided into a subarea "A1" with a charge state of 10% to 20%, a subarea "A2" with a charge state of 0% to 10% and a subarea "A3" with a charge state below 0% , In subarea A1, the consumers in the off-grid are partially switched off. In subarea A2, all consumers in the off-grid are switched off. In the subarea A3 and the island inverter is turned off to prevent a deep discharge of the battery. The work area "battery overloaded" is subdivided into two sections "UE1" and "UE2" with increasing overcharging of the battery. In the first subarea UE1, additional switchable loads are switched on. If the battery voltage continues to increase up to the range UE2, current feeders connected to the stand-alone grid, such as photovoltaic and wind power plants, are switched off or switched off.
Batterien werden auch als Pufferspeicher für aus regenerativen Primärenergien gewonnene elektrische Energie verwendet, um einen lokalen Eigenverbrauch dieser elektrischen Energie am Ort ihrer Erzeugung zu erhöhen. Dabei wird über einen Batteriewandler der jeweiligen Batterie solange elektrische Leistung zugeführt, wie sie elektrische Leistung aufnehmen kann, wenn ein Überschuss an lokal erzeugter elektrischer Leistung gegenüber dem lokalen Leistungsbedarf besteht. Umgekehrt wird der Batterie solange elektrische Leistung entnommen, wie sie diese zur Verfügung stellen kann, wenn die lokal erzeugte elektrische Leistung den lokalen Leistungsbedarf nicht deckt. Um eine darüber hinausgehende Tiefentladung der Batterie zu verhindern, wird die Batterie auf einem minimalen Ladezustand gehalten. Auftretende Selbstentladung der Batterie wird durch Zufuhr elektrischer Leistung kompensiert, die nötigenfalls auch einem angeschlossenen Wechselstromnetz entnommen wird.Batteries are also used as a buffer for electrical energy derived from regenerative primary energies to increase local self-consumption of that electrical energy at the point of its generation. In this case, electrical power is supplied via a battery converter of the respective battery as long as it can absorb electrical power, if there is an excess of locally generated electrical power compared to the local power requirement. Conversely, the battery is taken as long as electrical power, as they can provide these, if the locally generated electrical power does not meet the local power requirements. In order to prevent a further deep discharge of the battery, the battery is kept at a minimum state of charge. Occurring self-discharge of the battery is compensated by supplying electrical power, which is taken if necessary, a connected AC mains.
AUFGABE DER ERFINDUNGOBJECT OF THE INVENTION
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betrieb bidirektionalen Batteriewandlers unter Berücksichtigung der Verfügbarkeit lokal erzeugter elektrischer Leistung aufzuzeigen, das eine maximale Funktionalität des Batteriewandlers bei maximaler Wirtschaftlichkeit und minimaler Belastung der Batterie sicherstellt. Darüber hinaus soll ein entsprechender Batteriewandler aufgezeigt werden.The invention has for its object to provide a method for operating bidirectional battery converter, taking into account the availability of locally generated electrical power, which ensures maximum functionality of the battery converter with maximum efficiency and minimum load on the battery. In addition, a corresponding battery converter will be shown.
LÖSUNGSOLUTION
Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 und durch einen Batteriewandler mit den Merkmalen des Patentanspruchs 17 gelöst. Die abhängigen Patentansprüche definieren bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens und des erfindungsgemäßen Batteriewandlers.The object of the invention is achieved by a method having the features of the
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGDESCRIPTION OF THE INVENTION
Die Erfindung stellt ein Verfahren zum Betrieb eines bidirektionalen Batteriewandlers unter Berücksichtigung der Verfügbarkeit lokal erzeugter elektrischer Leistung bereit. Zu Beginn des Verfahrens werden mehrere Betriebsmodi des Batteriewandlers dahingehend definiert, wann ein Einspeisen von elektrischer Leistung in eine eingangsseitig angeschlossene Batterie bzw. ein Ausgeben von elektrischer Leistung aus der Batterie in Abhängigkeit von einem Ladezustand der Batterie und von ausgangsseitig verfügbarer elektrischer Leistung erfolgt. Dazu werden mehrere Schwellwerte für den Ladezustand der Batterie definiert. Beim Unterschreiten eines ersten unteren Schwellwerts wird von einem ersten Betriebsmodus in einen zweiten Betriebsmodus gewechselt. In dem ersten Betriebsmodus wird elektrische Leistung aus der Batterie ausgegeben, wenn ein lokaler Leistungsbedarf nicht durch die lokal erzeugte elektrische Leistung gedeckt ist und/oder wenn ein globales Unterangebot an elektrischer Leistung in dem Wechselstromnetz vorliegt. Elektrische Leistung wird in dem ersten Betriebsmodus in die Batterie eingespeist, wenn die lokal erzeugte elektrische Leistung den lokalen Leistungsbedarf überschreitet und/oder wenn ein globales Überangebot an elektrischer Leistung in dem Wechselstromnetz vorliegt. In dem zweiten Betriebsmodus wird elektrische Leistung aus der Batterie allenfalls dann ausgegeben, wenn der lokale Leistungsbedarf überhaupt nicht gedeckt ist. Elektrische Leistung wird in dem zweiten Betriebsmodus in die Batterie eingespeist, wenn lokal erzeugte elektrische Leistung verfügbar ist und/oder wenn ein globales Überangebot an elektrischer Leistung vorliegt. Bei einem Ladezustand unter einem zweiten unteren Schwellwert, der unter dem ersten unteren Schwellwert liegt, wird die Batterie durch Einspeisen von elektrischer Leistung bis zum Erreichen eines ersten oberen Schwellwerts aufgeladen, der kleiner oder gleich dem ersten unteren Schwellwert ist. Dieses Aufladen erfolgt, sofern ausgangsseitig überhaupt elektrische Leistung verfügbar ist. Der erste obere Schwellwert ist so gegenüber dem zweiten unteren Schwellwert definiert, dass eine erste Differenz zwischen dem ersten oberen Schwellwert und dem zweiten unteren Schwellwert einen Standby-Verbrauch des Batteriewandlers für einen vorgegebenen ersten Zeitraum abdeckt.The invention provides a method for operating a bidirectional battery converter taking into account the availability of locally generated electrical power. At the beginning of the method, several operating modes of the battery converter are defined in terms of when feeding electrical power into a battery connected on the input side or outputting electrical power from the battery as a function of a charging state of the battery and of electrical power available on the output side. For this purpose, several thresholds for the state of charge of the battery are defined. When falling below a first lower threshold value is changed from a first operating mode in a second operating mode. In the first mode of operation, electrical power is output from the battery when a local power demand is not met by the locally generated electrical power and / or when there is a global under-supply of electric power in the AC power grid. Electrical power is fed into the battery in the first operating mode when the locally generated electrical power exceeds the local power requirement and / or when there is a global over-supply of electrical power in the AC power grid. In the second mode of operation, electrical power from the battery is output at most when the local power requirement is not covered at all. Electrical power is fed into the battery in the second mode of operation when locally generated electrical power is available and / or when there is a global over-supply of electrical power. In a state of charge below a second lower threshold, which is below the first lower threshold, the battery is charged by supplying electrical power until reaching a first upper threshold that is less than or equal to the first lower threshold. This charging takes place, if at the output electric power is available at all. The first upper threshold is defined relative to the second lower threshold such that a first difference between the first upper threshold and the second lower threshold covers a standby consumption of the battery converter for a predetermined first period of time.
Unter einem ”globalen Unterangebot an elektrischer Leistung” ist hier eine Situation zu verstehen, in der die Nachfrage von elektrischer Leistung über das gesamte Wechselstromnetz gesehen an ein begrenztes Angebot an elektrischer Leistung angepasst werden muss, In einer solchen Situation werden alle an das Wechselstromnetz angeschlossenen Lasten grundsätzlich noch ausreichend versorgt; dennoch ist eine Stützung des Wechselstromnetzes durch Einspeisung von zusätzlicher elektrischer Energie sinnvoll.A "global underpower of electrical power" is understood to mean a situation in which the demand for electrical power across the AC network has to be adapted to a limited supply of electrical power. In such a situation, all loads connected to the AC network become basically still sufficiently supplied; Nevertheless, a support of the AC network by feeding additional electrical energy makes sense.
Wenn in der Definition der vorliegenden Erfindung die Angabe ”und/oder” gemacht wird, so ist hiermit gemeint, dass die damit verknüpften Bedingungen einzeln oder auch gemeinsam gesetzt sein können, wobei es im letzteren Fall ausreichend ist, dass eine von beiden Bedingungen erfüllt ist, um die davon abhängige Handlung auszulösen. So kann in dem ersten Betriebsmodus elektrische Leistung aus der Batterie ausgegeben werden, wenn ein lokaler Leistungsbedarf nicht durch lokal erzeugte elektrische Leistung gedeckt ist, ohne Rücksicht auf ein globales Unterangebot an elektrischer Leistung zu nehmen. Ebenso kann in dem ersten Betriebsmodus ausschließlich dann, wenn ein globales Unterangebot an elektrischer Leistung vorliegt, elektrische Leistung aus der Batterie ausgegeben werden, ohne dass auf ein Verhältnis zwischen dem lokalen Leistungsbedarf und der lokal erzeugten elektrischen Leistung Rücksicht genommen wird. Letztlich kann in dem ersten Betriebsmodus elektrische Leistung sowohl dann aus der Batterie ausgegeben werden, wenn der lokale Leistungsbedarf nicht durch lokal erzeugte elektrische Leistung gedeckt ist, als auch dann, wenn ein globales Unterangebot an elektrischer Leistung vorliegt. Entsprechend verhält es sich mit den anderen durch die Angabe ”und/oder” verknüpften Bedingungen.When the statement of "and / or" is made in the definition of the present invention, it is meant that the conditions associated therewith may be set individually or jointly, and in the latter case, it suffices that one of both conditions is satisfied to trigger the dependent action. Thus, in the first mode of operation, electrical power may be output from the battery when a local power requirement is not met by locally generated electrical power, without regard for a global under-supply of electrical power. Likewise, in the first mode of operation, only when there is a global underpower of electrical power, can electrical power be output from the battery without regard to a relationship between the local power demand and the locally generated electrical power. Finally, in the first mode of operation, electrical power may be output from the battery both when the local power requirement is not met by locally generated electrical power and when there is a global under-supply of electrical power. The same applies to the other conditions linked by the indication "and / or".
Unabhängig von der Erläuterung im letzten Absatz ist es für den zweiten Betriebsmodus bevorzugt, dass elektrische Leistung in die Batterie sowohl dann eingespeist wird, wenn lokal erzeugte elektrische Leistung verfügbar ist, als auch dann, wenn ein globales Überangebot an elektrischer Leistung vorliegt.Regardless of the explanation in the last paragraph, it is preferred for the second mode of operation that electrical power be fed into the battery both when locally generated electrical power is available and when there is a global over-supply of electrical power.
In jedem Fall wird beim Wechsel von dem ersten Betriebsmodus in den zweiten Betriebsmodus die Ausgabe von elektrischer Leistung aus der Batterie stark eingeschränkt, entweder auf null oder, falls die Batterie auch für einen Ersatzstrombetrieb vorgesehen ist, auf solche Situationen, in denen der lokale Leistungsbedarf überhaupt nicht gedeckt ist, weil das Wechselstromnetz überlastet ist oder zusammengebrochen ist. Zudem wird die Einspeisung von elektrischer Leistung in die Batterie auf Situationen ausgeweitet, in denen überhaupt lokal erzeugte elektrische Leistung verfügbar ist. So wird in dem zweiten Betriebsmodus einerseits eine weitergehende Entladung der Batterie möglichst verhindert. Andererseits findet möglichst ein Wiederaufladen der Batterie durch Einspeisen von lokal erzeugter elektrischer Leistung statt, damit die Batterie wieder als aktiver Puffer für lokal erzeugte elektrische Leistung und/oder das globale Angebot an elektrischer Leistung verfügbar ist.In either case, when switching from the first mode of operation to the second mode of operation, the output of electrical power from the battery is severely limited, either to zero or, if the battery is also intended for backup power, to those situations where the local power requirement is at all is not covered, because the AC network is overloaded or collapsed. In addition, the supply of electrical power to the battery is extended to situations in which locally generated electrical power is available. Thus, in the second mode of operation, on the one hand, further discharge of the battery is prevented as far as possible. On the other hand, as far as possible recharging the battery takes place by supplying locally generated electrical power, so that the battery is again available as an active buffer for locally generated electrical power and / or the global supply of electrical power.
Wenn der Ladezustand der Batterie weiter bis unter den zweiten unteren Schwellwert fällt, der unter dem ersten unteren Schwellwert liegt, wird die Batterie, sofern überhaupt elektrische Leistung am Ausgang des Batteriewandlers verfügbar ist, wieder aufgeladen, bis ihr Ladezustand einen ersten oberen Schwellwerts erreicht. Die dabei in die Batterie eingespeiste elektrische Energiemenge ist so abgestimmt, dass sie einen Standby-Verbrauch des Batteriewandlers für einen vorgegebenen ersten Zeitraum abdeckt. Selbst wenn anschließend keine weitere Leistung mehr in die Batterie eingespeist wird, weil keine lokal erzeugte elektrische Leistung verfügbar ist, wird der Ladezustand der Batterie den zweiten unteren Schwellwert erst nach dem vorgegebenen ersten Zeitraum wieder erreichen. Dieser Zeitraum kann z. B. auf einen Wert ≥ 12 Stunden festgelegt werden, um bei mit einem Photovoltaikgenerator lokal erzeugter elektrischer Leistung über Nacht abwarten zu können, ob nicht am nächsten Morgen wieder lokal erzeugte elektrische Leistung zur Verfügung steht. Die erste Differenz zwischen dem ersten oberen Schwellwert, auf den die Batterie im Zweifel mit elektrischer Leistung aus dem Wechselstromnetz aufgeladen wird, und dem zweiten unteren Schwellwert ist auch mindestens so groß zu wählen, dass ein Betrieb des Batteriewandlers beim Aufladen der Batterie bis zum Erreichen des ersten oberen Schwellwerts mit einem optimierten, d. h. maximalen Wirkungsgrad möglich ist. Ein solcher Wirkungsgrad wird in aller Regel nur bei einem vergleichsweise großen Ladestrom in die Batterie über einen Mindestzeitraum erreicht. In jedem Fall wird bei der vorliegenden Erfindung nicht das Konzept verfolgt, die erste Differenz zwischen dem ersten oberen Schwellwert und dem zweiten unteren Schwellwert zu minimieren, um bei einem Ladevorgang möglichst wenig elektrische Energie aus dem Wechselstromnetz zu entnehmen. Vielmehr wird die aus dem Wechselstromnetz entnommene elektrische Energie möglichst effizient verwendet, und es wird gleich soviel elektrische Energie aus dem Wechselstromnetz in die Batterie eingespeist, dass mit einer vernünftigen Wahrscheinlichkeit keine weitere solche Einspeisung erfolgen muss, weil innerhalb des ersten Zeitraums die lokal erzeugte elektrische Leistung wieder zur Verfügung steht.If the state of charge of the battery continues to fall below the second lower threshold, which is below the first lower threshold, the battery, if any electrical power at the output of the battery converter is available, recharged until its state of charge reaches a first upper threshold. The amount of electrical energy fed into the battery is adjusted so that it covers a standby consumption of the battery converter for a predetermined first period of time. Even if subsequently no further power is fed into the battery, because no locally generated electrical power is available, the state of charge of the battery will reach the second lower threshold only after the predetermined first period again. This period can z. B. be set to a value ≥ 12 hours in order to wait with a photovoltaic generator locally generated electrical power overnight, whether not the next morning locally produced electrical power is available again. The first difference between the first upper threshold to which the battery is charged in doubt with electrical power from the AC mains, and the second lower threshold is also to be chosen at least so large that operation of the battery converter when charging the battery until reaching the first upper threshold with an optimized, ie maximum efficiency is possible. Such efficiency is usually only at a comparatively large Charging current to the battery reached over a minimum period. In any case, the present invention does not pursue the concept of minimizing the first difference between the first upper threshold and the second lower threshold in order to remove as little electrical energy as possible from the AC grid during a charging process. Rather, the electrical energy taken from the alternating current network is used as efficiently as possible, and it is equal to so much electrical energy fed from the AC mains in the battery that with reasonable probability no further such feed must be made because within the first period, the locally generated electrical power is available again.
Wenn bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ein dritter unterer Schwellwert, der unter dem zweiten unteren Schwellwert liegt, unterschritten wird, kann von dem zweiten Betriebsmodus in einen dritten Betriebsmodus gewechselt werden, in dem elektrische Leistung von der Batterie nur noch zur Deckung des Standby-Verbrauchs des Batteriewandlers verwendet wird und in dem elektrische Leistung in die Batterie eingespeist wird, wenn ausgangsseitig elektrische Leistung verfügbar ist. Das heißt, mit dem Unterschreiten des dritten unteren Schwellwerts wird jegliche Ausgabe von elektrischer Energie aus der Batterie nach außen gestoppt. Der Energieverbrauch beschränkt sich damit auf denjenigen des Batteriewandlers. Damit kann die verbleibende Restladung der Batterie über einen maximalen Zeitraum für den Erhalt der Betriebsbereitschaft des Batteriewandlers genutzt werden. Sobald ausgangsseitig elektrische Leistung verfügbar ist, wird die Batterie wieder aufgeladen. Hierfür bedarf es keines Neustarts des Batteriewandlers, der sich in dem dritten Betriebsmodus in einem Standby-Betrieb befindet.If, in the method according to the invention, a third lower threshold, which lies below the second lower threshold value, is undershot, it is possible to switch from the second operating mode to a third operating mode, in which electrical power from the battery only covers the standby consumption of the battery converter is used and in the electrical power is fed into the battery when electrical output is available on the output side. That is, falling below the third lower threshold will stop any output of electrical energy from the battery to the outside. The energy consumption is thus limited to that of the battery converter. Thus, the remaining residual charge of the battery can be used over a maximum period of time to maintain the operational readiness of the battery converter. Once electrical output is available on the output side, the battery is recharged. This requires no restart of the battery converter, which is in the third operating mode in a standby mode.
Eine zweite Differenz zwischen dem zweiten unteren Schwellwert und dem dritten unteren Schwellwert, die zusammen den Teilbereich des zweiten Betriebsmodus begrenzen, in dem ausgangsseitig keine elektrische Leistung verfügbar ist, kann eine Energiemenge abdecken, die für einen Ersatzstrombetrieb in dem zweiten Betriebsmodus vorgehalten wird. Dies bedeutet, dass die Batterie auch beim Erreichen des zweiten unteren Schwellwerts noch ausreichend geladen ist, um bis zum Erreichen des dritten unteren Schwellwerts den Ersatzstrombetrieb des Batteriewandlers und von daran angeschlossenen Einrichtungen zu ermöglichen.A second difference between the second lower threshold and the third lower threshold, which together limit the portion of the second mode of operation in which no electrical power is available on the output side, may cover an amount of energy that is reserved for backup operation in the second mode of operation. This means that the battery is still sufficiently charged even when the second lower threshold value is reached in order to allow the battery converter and the devices connected to it to operate in the standby mode until the third lower threshold value has been reached.
Sobald ein vierter unterer Schwellwert, der im Falle des Vorhaltens der Batterie für einen Ersatzstrombetrieb unter dem dritten unteren Schwellwert liegt, unterschritten wird, wird der Batteriewandler bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorzugsweise abgeschaltet. Soweit kein Ersatzstrombetrieb durch die Batterie vorgesehen ist, wird bereits in dem zweiten Betriebsmodus elektrische Leistung aus der Batterie nur noch zur Deckung des Standby-Verbrauchs des Batteriewandlers verwendet. Dann schließt unten an den zweiten unteren Schwellwert direkt der vierte untere Schwellwert an, bei dessen Unterschreiten der Batteriewandler abgeschaltet wird.As soon as a fourth lower threshold value, which is below the third lower threshold value in the case of the provision of the battery for an emergency power operation, is undershot, the battery converter is preferably switched off in the method according to the invention. If no backup power operation is provided by the battery, even in the second operating mode electrical power from the battery is only used to cover the standby consumption of the battery converter. Then, at the bottom, the lower threshold value is directly followed by the fourth lower threshold, below which the battery converter is switched off.
Eine Differenz zwischen dem direkt oberhalb des vierten unteren Schwellwerts, d. h. dem niedrigsten über dem vierten unteren Schwellwert, liegenden unteren Schwellwert und dem vierten unteren Schwellwert wird vorzugsweise so gewählt, dass der Standby-Verbrauch des Batteriewandlers auch ohne Einspeisung von elektrischer Leistung in die Batterie noch für einen vorgegebenen zweiten Zeitraum abgedeckt ist. Dieser zweite Zeitraum, in dem sich der Batteriewandler in dem bereits oben angesprochenen Standby-Betrieb befindet und so ein Wiederaufladen der Batterie bei zurückkehrender ausgangsseitiger Leistung ohne manuelles Neustarten ermöglicht, kann z. B. auf 72 Stunden festgelegt werden, oder allgemein auf einen Zeitraum, in dem eine Wiederkehr eines zusammengebrochenen Wechselstromnetzes erwartet werden kann. Typischerweise ist der zweite Zeitraum also um ein Vielfaches länger als der erste Zeitraum.A difference between the directly above the fourth lower threshold, d. H. the lowest above the fourth lower threshold, lying lower threshold and the fourth lower threshold is preferably selected so that the standby consumption of the battery converter is also covered without supply of electrical power into the battery for a predetermined second period. This second period in which the battery converter is in the above-mentioned standby mode and thus allows a recharging of the battery when returning output-side power without manual restart can, for. To 72 hours, or generally to a period in which a return of a broken AC network can be expected. Typically, the second period is many times longer than the first period.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann eine vierte Differenz zwischen dem vierten unteren Schwellwert und einem fünften unteren Schwellwert, bis zu dem zumindest ein manuelles Wiederaufstarten des Batteriewandlers noch möglich ist, die Selbstentladung der Batterie für einen vorgegebenen dritten Zeitraum abdecken. Da beim Unterschreiten des vierten Schwellwerts der Batteriewandler bereits abgeschaltet wird, sind keine aktiven Maßnahmen beim Unterschreiten des fünften unteren Schwellwerts mehr möglich. Vielmehr bedeutet sein Unterschreiten, dass ein Wiederaufstarten des Batteriewandlers zum Wiederaufladen der Batterie nicht mehr ohne weiteres möglich ist. Entsprechend sollte dieser fünfte Schwellwert möglichst niemals unterschritten werden. Aus diesem Grund ist der vierte untere Schwellwert soweit über dem fünften unteren Schwellwert anzusetzen, dass auch ein längerer Ausfall des Wechselstromnetzes und ein gleichzeitiger längerer Ausfall der lokal erzeugten Leistung überbrückt werden können. Bei niedriger Selbstentladung reicht eine Restladung der Batterie von wenigen Prozentpunkten jedoch aus, um einen vergleichsweise Langen dritten Zeitraum von Wochen oder sogar Monaten auf diese Weise abzudecken. Praktisch kann dieser Wert z. B. auf 3% SOC (State of Charge) als Maß für den Ladezustand der Batterie festgelegt werden.In the method according to the invention, a fourth difference between the fourth lower threshold and a fifth lower threshold, to which at least one manual restart of the battery converter is still possible, may cover the self-discharge of the battery for a predetermined third period of time. Since falling below the fourth threshold, the battery converter is already switched off, no active measures when falling below the fifth lower threshold are no longer possible. Rather, its falling below means that a restart of the battery converter to recharge the battery is no longer readily possible. Accordingly, this fifth threshold should as far as possible never be fallen short of. For this reason, the fourth lower threshold value must be set so far above the fifth lower threshold value that it is also possible to bridge a prolonged failure of the AC network and a simultaneous prolonged failure of the locally generated power. However, with low self-discharge, a residual charge of the battery of a few percentage points is sufficient to cover a comparatively long third period of weeks or even months in this manner. Practically, this value z. For example, it can be set to 3% SOC (State of Charge) as a measure of the state of charge of the battery.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren können auch weitere Schwellwerte oberhalb des ersten unteren Schwellwerts liegen, wie beispielsweise ein sechster unterer Schwellwert, bei dessen Unterschreiten von einem vierten Betriebsmodus, in dem elektrische Leistung aus der Batterie ausgegeben wird, wenn der lokale Leistungsbedarf nicht durch lokal erzeugte elektrische Leistung gedeckt ist und wenn ein globales Unterangebot an elektrischer Leistung vorliegt, und in dem elektrische Leistung in die Batterie eingespeist wird, wenn die lokal erzeugte elektrische Leistung den lokalen Leistungsbedarf übersteigt und wenn ein globales Überangebot an elektrischer Leistung vorliegt, in den ersten Betriebsmodus gewechselt wird. In diesem Fall wird in dem ersten Betriebsmodus elektrische Leistung aus der Batterie ausgegeben, wenn ein globales Unterangebot an elektrischer Leistung vorliegt, und elektrische Leistung wird in die Batterie eingespeist, wenn die lokal erzeugte elektrische Leistung den lokalen Leistungsbedarf überschreitet und wenn ein globales Überangebot an elektrischer Leistung vorliegt. In dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird in dem vierten Betriebsmodus mit der Batterie auch eine Maximierung des Eigenverbrauchs der lokal erzeugten elektrischen Leistung vorgenommen, während in dem ersten Betriebsmodus durch Bereitstellung positiver Regelleistung für das Wechselstromnetz nur noch eine Netzdienstleistung erbracht wird.In the method according to the invention, further threshold values may be above the first lower threshold value, such as For example, a sixth lower threshold below which a fourth mode of operation in which electrical power is output from the battery when the local power demand is not covered by locally generated electrical power and when there is a global underpower of electric power, and in the electrical Power is fed into the battery when the locally generated electrical power exceeds the local power requirement and when there is a global oversupply of electrical power, is switched to the first mode of operation. In this case, in the first mode of operation, electric power is output from the battery when there is a global shortage of electric power, and electric power is supplied to the battery when the locally generated electric power exceeds the local power demand and when there is a global oversupply of electric power Performance is present. In this embodiment of the method according to the invention, in the fourth operating mode with the battery, the self-consumption of the locally generated electrical power is also maximized, while in the first operating mode only one network service is provided by providing positive control power for the AC network.
Eine fünfte Differenz zwischen dem sechsten unteren Schwellwert und dem ersten unteren Schwellwert stellt so eine bestimmte durchschnittliche positive Regelleistung für einen vorgegebenen vierten Zeitraum bereit. Es versteht sich, dass zwischen dem vierten Betriebsmodus und dem ersten Betriebsmodus nur dann gewechselt wird, wenn eine solche positive Regelleistung mit dem Batteriewandler zur Verfügung gestellt wird und entsprechend die Ladezustände zwischen dem sechsten unteren Schwellwert und dem ersten unteren Schwellwert für diese positive Regelleistung reserviert sind.A fifth difference between the sixth lower threshold and the first lower threshold thus provides a certain average positive control power for a given fourth period of time. It is understood that switching between the fourth operating mode and the first operating mode is only possible if such a positive control power is made available to the battery converter and, accordingly, the charging states between the sixth lower threshold and the first lower threshold are reserved for this positive control power ,
Wenn beim Unterschreiten eines siebten unteren Schwellwerts, der über dem sechsten unteren Schwellwert liegt, von einem fünften Betriebsmodus, in dem elektrische Leistung aus der Batterie ausgegeben wird, wenn ein lokaler Leistungsbedarf nicht durch lokal erzeugte elektrische Leistung gedeckt ist und/oder wenn ein globales Unterangebot an elektrischer Leistung vorliegt, und in dem elektrische Leistung in die Batterie eingespeist wird, wenn ein globales Überangebot an elektrischer Leistung vorliegt, in den vierten Betriebsmodus gewechselt wird, wird dadurch auch ein Bereich von Ladezuständen oberhalb des sechsten unteren Schwellwerts für die Bereitstellung von Regelleistung für das Wechselstromnetz reserviert, in diesem Fall von negativer Regelleistung.When falling below a seventh lower threshold that is above the sixth lower threshold, a fifth operating mode in which electrical power is output from the battery when a local power requirement is not covered by locally generated electrical power and / or a global under-supply is present in electrical power, and in which electrical power is fed into the battery when there is a global overabundance of electrical power, is switched to the fourth operating mode, thereby also a range of charge states above the sixth lower threshold for the provision of control power for the AC mains reserved, in this case of negative control power.
Konkret kann eine Differenz zwischen einer maximalen Aufladung der Batterie, womit eine maximale reguläre, d. h. die Integrität der Batterie nicht in Frage stellende Aufladung gemeint ist, und dem siebten unteren Schwellwert eine bestimmte durchschnittliche negative Regelleistung für einen vorgegebenen fünften Zeitraum abdecken.Specifically, a difference between a maximum charge of the battery, with a maximum regular, d. H. the integrity of the battery is not in question charging, and the seventh lower threshold to cover a certain average negative control power for a predetermined fifth period.
In einer Weiterentwicklung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird mindestens einer der Schwellwerte saisonal verändert. Konkret wird er zum Sommer hin abgesenkt und nach dem Sommer wieder angehoben. Hiermit wird der wahrscheinlichen kurzfristigen Wiederverfügbarkeit von lokal durch Photovoltaikgeneratoren erzeugter elektrischer Leistung im Sommer Rechnung getragen. Der konkrete Verlauf der saisonal veränderten unteren Schwellwerte kann kosinusförmig sein, wobei ein Jahr einer Periode der Kosinusfunktion entspricht. Es versteht sich, dass diese Angabe bezogen auf ein Kalenderjahr der Nordhalbkugel entspricht. Auf der Südhalbkugel, auf der der Sommer um den Jahreswechsel liegt, weist der Verlauf der saisonal veränderten Schwellwerte entsprechend eine negative Kosinusform aufweisen. Durch die im Sommer abgesenkten Schwellwerte steht für den Normalbetrieb des Batteriewandlers, in dem er als Pufferspeicher für die lokale erzeugte elektrische Leistung zur Verfügung steht, ein größeres Spektrum von Ladezuständen zur Verfügung.In a further development of the method according to the invention, at least one of the threshold values is changed seasonally. Specifically, it is lowered to the summer and raised again after the summer. This takes into account the likely short-term re-availability of local electric power generated by photovoltaic generators in the summer. The concrete course of the seasonally altered lower thresholds may be cosinusoidal, with one year corresponding to one period of the cosine function. It is understood that this information corresponds to the northern hemisphere in relation to one calendar year. In the southern hemisphere, where summer is around the turn of the year, the course of the seasonally altered thresholds shows a negative cosine shape. Due to the threshold values lowered in the summer, a larger spectrum of charging states is available for the normal operation of the battery converter, in which it is available as a buffer for the locally generated electrical power.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann weiterhin mindestens einer der Schwellwerte abhängig von Wetterprognosen festgelegt werden. So können beispielsweise bei sonnigem Wetter die Differenzen zwischen den Schwellwerten verkleinert werden, weil schneller wieder lokal erzeugte elektrische Leistung zur Verfügung stehen wird, als bei starker Bewölkung. Zumindest gilt dies bei lokaler Erzeugung von elektrischer Leistung mittels Photovoltaikgeneratoren.In the method according to the invention, furthermore, at least one of the threshold values can be determined as a function of weather forecasts. Thus, for example, in sunny weather the differences between the threshold values can be reduced, because more quickly locally generated electrical power will be available than in the case of heavy cloud cover. At least, this applies to local generation of electrical power by means of photovoltaic generators.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist den jeweiligen unteren Schwellwerten, bei deren Unterschreiten zwischen zwei Betriebsmodi gewechselt wird, typischerweise jeweils ein oberer Schwellwert zugeordnet, der größer oder gleich dem unteren Schwellwert ist und bei dessen Überschreiten in umgekehrter Richtung zwischen denselben Betriebsmodi gewechselt wird. Dabei kann der jeweilige obere Schwellwert zumindest etwas über dem zugehörigen unteren Schwellwert liegen, um instabile Zustände des Batteriewandlers bezüglich seines Betriebszustands, d. h. ein schnelles wiederholtes Wechseln zwischen seinen Betriebsmodi, zu vermeiden.In the method according to the invention, the respective lower threshold values, below which two modes of operation are changed, are typically each assigned an upper threshold value which is greater than or equal to the lower threshold value and, if exceeded, is changed in the reverse direction between the same operating modes. In this case, the respective upper threshold value can be at least slightly above the associated lower threshold value in order to detect unstable states of the battery converter with respect to its operating state, ie. H. a quick and repeated switching between its modes of operation, to avoid.
Ein erfindungsgemäßer Batteriewandler weist Messeinrichtungen zum Erfassen des Ladezustands einer angeschlossenen Batterie und eine Steuerung auf, die das erfindungsgemäße Verfahren ausführt. Die verschiedenen Schwellwerte, die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Anwendung kommen, können von extern in die Steuerung eingegeben werden. Die Steuerung kann diese Schwellwerte aber auch auf Basis externer Eingaben und/oder eigener Messwerte in Bezug auf die eingangsseitig angeschlossene Batterie und ausgangsseitige Parameter selbst festlegen.A battery converter according to the invention has measuring devices for detecting the state of charge of a connected battery and a controller which carries out the method according to the invention. The various thresholds used in the method of the invention may be externally input to the controller be entered. However, the control can also set these threshold values on the basis of external inputs and / or own measured values with respect to the battery connected on the input side and the output-side parameters themselves.
Konkret kann der Batteriewandler ein DC/AC-Wandler zum direkten Anschließen an ein Wechselstromnetz oder ein mit einem Wechselstromnetz verbindbares Inselnetz oder ein DC/DC-Wandler zum Anschließen an einen eingangsseitigen Gleichspannungszwischenkreis eines ausgangsseitig an ein Wechselstromnetz angeschlossenen DC/AC-Wandlers sein. Im letzteren Fall ist der Gleichspannungszwischenkreis zum Anschließen mindestens einer weiteren Stromquelle parallel zu dem Batteriewandler vorgesehen.Specifically, the battery converter can be a DC / AC converter for direct connection to an AC mains or an island network connectable to an AC network or a DC / DC converter for connection to an input DC voltage intermediate circuit of a DC / AC converter connected on the output side to an AC network. In the latter case, the DC voltage intermediate circuit is provided for connecting at least one further current source in parallel with the battery converter.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Die in der Beschreibung genannten Vorteile von Merkmalen und von Kombinationen mehrerer Merkmale sind lediglich beispielhaft und können alternativ oder kumulativ zur Wirkung kommen, ohne dass die Vorteile zwingend von erfindungsgemäßen Ausführungsformen erzielt werden müssen. Ohne dass hierdurch der Gegenstand der beigefügten Patentansprüche verändert wird, gilt hinsichtlich des Offenbarungsgehalts der ursprünglichen Anmeldungsunterlagen und des Patents Folgendes: weitere Merkmale sind den Zeichnungen zu entnehmen. Die Kombination von Merkmalen unterschiedlicher Ausführungsformen der Erfindung oder von Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche ist ebenfalls abweichend von den gewählten Rückbeziehungen der Patentansprüche möglich und wird hiermit angeregt. Dies betrifft auch solche Merkmale, die in separaten Zeichnungen dargestellt sind oder bei deren Beschreibung genannt werden. Diese Merkmale können auch mit Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche kombiniert werden. Ebenso können in den Patentansprüchen aufgeführte Merkmale für weitere Ausführungsformen der Erfindung entfallen.Advantageous developments of the invention will become apparent from the claims, the description and the drawings. The advantages of features and of combinations of several features mentioned in the description are merely exemplary and can take effect alternatively or cumulatively, without the advantages having to be achieved by embodiments according to the invention. Without altering the subject matter of the appended claims, as regards the disclosure of the original application documents and the patent, the following applies: Further features can be found in the drawings. The combination of features of different embodiments of the invention or of features of different claims is also possible deviating from the chosen relationships of the claims and is hereby stimulated. This also applies to those features which are shown in separate drawings or are mentioned in their description. These features can also be combined with features of different claims. Likewise, in the claims listed features for further embodiments of the invention can be omitted.
Die in den Patentansprüchen und der Beschreibung genannten Merkmale sind bezüglich ihrer Anzahl so zu verstehen, dass genau diese Anzahl oder eine größere Anzahl als die genannte Anzahl vorhanden ist, ohne dass es einer expliziten Verwendung des Adverbs ”mindestens” bedarf. Wenn also beispielsweise von einem Element die Rede ist, ist dies so zu verstehen, dass genau ein Element, zwei Elemente oder mehr Elemente vorhanden sind. Diese Merkmale können durch andere Merkmale ergänzt werden oder die einzigen Merkmale sein, aus denen das jeweilige Erzeugnis besteht.The features mentioned in the patent claims and the description are to be understood in terms of their number that exactly this number or a greater number than the said number is present, without requiring an explicit use of the adverb "at least". For example, when talking about an element, it should be understood that there is exactly one element, two elements or more elements. These features may be supplemented by other features or be the only characteristics that make up the product in question.
Die in den Patentansprüchen enthaltenen Bezugszeichen stellen keine Beschränkung des Umfangs der durch die Patentansprüche geschützten Gegenstände dar. Sie dienen lediglich dem Zweck, die Patentansprüche leichter verständlich zu machen.The reference numerals contained in the claims do not limit the scope of the objects protected by the claims. They are for the sole purpose of making the claims easier to understand.
KURZBESCHREIBUNG DER FIGURENBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert und beschrieben.The invention is explained in more detail below with reference to embodiments with reference to the accompanying drawings and described.
FIGURENBESCHREIBUNGDESCRIPTION OF THE FIGURES
Im Folgenden werden verschiedene Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Betriebs des Batteriewandlers
In
Die Schwellwerte B bis F werden verwendet, um den Betriebsmodus des Batteriewandlers
Wenn der SOC den ersten unteren Schwellwert F unterschreitet, wechselt der Batteriewandler von seinem ersten Betriebsmodus
Zwischen dem ersten oberen Schwellwert E und dem zweiten unteren Schwellwert D erstreckt sich der zweite Teilbereich
Wenn auch der dritte untere Schwellwert C von dem SOC der Batterie unterschritten wird, geht der Batteriewandler in einen vierten Betriebsmodus
Wenn die Batterie
In
Die im Zusammenhang mit den voranstehenden Figuren beschriebenen Änderungen der Betriebsmodi sind in
In
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Erster BetriebsmodusFirst operating mode
- 22
- Teilbereich des zweiten BetriebsmodusPart of the second operating mode
- 33
- Zweiter BetriebsmodusSecond operating mode
- 44
- Vierter BetriebsmodusFourth mode of operation
- 55
- Fünfter BetriebsmodusFifth operating mode
- 66
- Teilbereich des zweiten BetriebsmodusPart of the second operating mode
- 77
- Sommersummer
- 88th
- Linieline
- 99
- Schaltstellecoordinating point
- 1010
- Betriebsmodus ”aus”Operating mode "off"
- 1111
- Batteriewandlerbattery converter
- 1212
- Trennstelleseparation point
- 1313
- WechselstromnetzAC power
- 1414
- Batteriebattery
- 1515
- Lastload
- 1616
- Inselnetzislanding
- 1717
- Wechselrichterinverter
- 1818
- Photovoltaikgeneratorphotovoltaic generator
- 1919
- Trennstelleseparation point
- 2020
- Dritter BetriebsmodusThird operating mode
- 2121
- GleichspannungszwischenkreisDc link
- 2222
- DC/AC-WandlerDC / AC converter
- 2323
- DC/DC-WandlerDC / DC converter
- 3030
- Teilbereich des zweiten BetriebsmodusPart of the second operating mode
- AA
- Fünfter unterer SchwellwertFifth lower threshold
- BB
- Vierter unterer SchwellwertFourth lower threshold
- CC
- Dritter unterer SchwellwertThird lower threshold
- DD
- Zweiter unterer SchwellwertSecond lower threshold
- Ee
- Erster oberer SchwellwertFirst upper threshold
- FF
- Erster unterer SchwellwertFirst lower threshold
- GG
- Sechster unterer SchwellwertSixth lower threshold
- HH
- Siebter unterer SchwellwertSeventh lower threshold
Claims (19)
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